稠油污水回用于热采锅炉中试研究

对胜利油田陈庄稠油污水回用于热采锅炉进行了现场中试研究,确定了工艺流程和设计参数,并对除油、除SS、脱盐等工艺进行了分析讨论。结果表明,采用以生物除油为基础,结合沉淀、絮凝、过滤、超滤、反渗透脱盐的技术路线对稠油污水进行处理,处理后出水水质达到热采锅炉给水水质标准的要求。将该项技术应用于油田污水资源化利用,可取得明显的经济效益和环境效益。     

断层封闭性演化地球化学评价方法及其控藏作用——以准噶尔盆地西北缘红车断裂带为例

断层封闭性评价对油气成藏研究具有重要的指导意义,但是断层封闭性演化和油气动态成藏有机结合的研究却较少。为此,以准噶尔盆地西北缘红车断裂带为例,利用烃源岩生物标志化合物、生烃热模拟产物特征、原油色谱色质、碳同位素、轻烃等地球化学实验分析技术,建立了断层封闭性演化地球化学评价方法,揭示了不同地质历史时期断层封闭性差异演化对油气运聚成藏的控制作用。研究结果表明：(1)红车断裂带断层侧向封闭性控制了断层上/下盘原油性质差异。(2)晚三叠世—早侏罗世,断层侧向对油气不封闭,下二叠统风城组烃源岩成熟阶段原油运移至上盘石炭系遭受生物降解形成高密度重质油;晚侏罗世—早白垩世,断层侧向对油封闭,对气不封闭,风城组高成熟原油和中二叠统下乌尔禾组成熟原油在下盘聚集成藏。(3)不同地质历史时期断层对不同流体封闭性差异是红车断裂带油藏伴生气普遍为干气的主要原因。(4)断层封闭性演化可以划分为开启、弱封闭、中封闭、强封闭4个演化阶段,分别控制了油气散失、上盘油藏遭受生物降解、下盘油藏聚集天然气散失、晚期干气捕获4个成藏过程,前3个阶段导致成熟—高成熟阶段天然气散失,晚期强封闭阶段干气大规模聚集,形成了重质油、中质...     

基于离散元法的砾岩水力压裂裂缝扩展规律及主控因素

砾岩储层普遍具有低孔低渗、非均质性强等特点,地层起裂以及裂缝扩展难以控制,极大影响了砾岩储层的压裂改造效果。为了搞清砾岩储层水力压裂裂缝的形成机制,针对国内典型砾岩储层,采用数值模拟方法研究了砾岩储层裂缝的扩展规律及主要控制因素。结果表明：强度高、尺寸大的砾石对裂缝的阻碍作用较为明显,破裂压力随着砾石的强度和粒径的增大而增大;低胶结强度比有利于砾石对水力裂缝的“吸引”,进而形成曲折的裂缝延伸路径;水平应力差对裂缝延伸方向起主导作用,随着最小水平主应力的减小,地层起裂难度降低;通过随机森林对影响压裂缝扩展因素的重要程度进行分析,认为胶结强度比和水平应力差为影响压裂缝扩展的主要因素。研究成果为砾岩储层压裂的选层提供了理论依据。     

砂砾岩储集层水力压裂裂缝扩展规律与可压性评价

为探究准噶尔盆地二叠系乌尔禾组砂砾岩储集层水力压裂裂缝扩展延伸规律,采用真实破裂过程分析软件,研究砾石特征、地应力等因素对裂缝扩展的影响。根据数值模拟,研究不同条件下裂缝的扩展过程,描述岩石裂缝演化及形态,建立砂砾岩储集层可压裂性的评价模型。结果表明：乌尔禾组砾石强度和基质强度差异较大,砾石强度为216.62～2 032.64 MPa,是基质强度的2～4倍,砾岩岩石力学特性差异明显;砾石含量较小时,裂缝扩展主要受主应力的影响;砾石粒径较小时,裂缝扩展方式主要为绕砾;随着粒径增大或砾石含量增加,砾石对裂缝的抑制和屏蔽作用明显,裂缝延伸距离减小;砾石强度与基质强度差异越大,裂缝遇砾石受阻越强,扩展方式越易由穿砾变为绕砾,降低了裂缝延伸距离。运用灰色关联法和层次分析法,综合考虑砾石特征、水平地应力差等因素,建立了砂砾岩储集层可压裂性评价系数计算模型,无因次压裂裂缝面积和米采液指数与可压裂性评价系数呈正相关关系。     

水平气井井壁稳定性研究

文章以均质各向同性和线-弹性模型为依据，在某气田地应力、岩石强度等参数研究的基础上，应用Mohr―Coulomb强度判别准则，就不同地应力环境、不同孔弹性系数以及压力衰竭对水平井井壁稳定性的影响进行了研究。结果表明,应力非均匀性越强，井壁越不稳定；孔弹性系数对井壁稳定性的影响也很明显，由于地应力和孔隙压力的作用在一定时期内是相对稳定的，而有效应力大小与孔弹性系数值有关，不同的孔弹性系数值会使有效应力的大小关系发生变化，从而可能使得井壁稳定性分析结果不同，甚至截然相反；随着地层压力的降低，作用在最大剪切应力平面上的剪切应力显著增加，井壁越容易发生剪切垮塌。因此，在气井井壁稳定性分析过程中，准确确定原地应力的大小、方向和慎重地选取孔弹性系数值以及考虑压力衰竭的影响具有重要意义。     

准噶尔盆地红车断裂带多源多期油气成藏控制因素及有利勘探方向

准噶尔盆地红车断裂带紧邻沙湾凹陷,成藏条件极为有利,勘探潜力巨大,但不同阶段油气混杂分布,不同区带成藏控制因素认识不清,制约了该区块下一步油气勘探与开发。通过油源生物标志化合物对比、烃类流体包裹体分析及地震资料等研究,对红车断裂带的油气源、成藏期次、成藏主控因素及有利勘探方向进行了探讨。研究结果表明：红车断裂带原油可以划分为4类,主要来源于风城组和下乌尔禾组烃源岩;天然气可以划分为5类,来源于石炭系、佳木河组、风城组和下乌尔禾组4套烃源岩。红车断裂带油气藏具有“两期原油充注、晚期干气侵入”的成藏特征,第一期为晚三叠世-早侏罗世成藏期,第二期为早-中白垩世成藏期,晚期成藏（干气侵入）发生在晚白垩世之后。红车断裂带油气藏受四大成藏因素控制：多套烃源岩为油气成藏奠定了物质基础;断裂与不整合为油气运移提供了输导条件;断裂封闭性与构造演化差异控制了油气复杂分布;保存条件差导致研究区天然气难以大规模成藏。在此基础上,建立了红车断裂带北段、南段多源多期油气成藏模式。以该研究认识为指导,指出斜坡区和断裂带下盘以及南段深层是研究区下一步有利勘探方向。     

用分维模型定量表征储集层非均质性

利用压汞曲线计算出来的分数维来定量表征储集层微观孔隙结构的非均质性;提出"基于盒维数的测井曲线刻度线网格加密法",利用单砂体测井曲线计算的分数维来定量表征储集层层内及层间等宏观非均质性.最后,按照照同一微相、同一单砂体层位将储集层微观分维与宏观分维联系起来建立储集层分维模型,从而实现了将微观非均质性的定量表征扩展到单砂体规模的宏观非均质性的定量表征.结合实际以某注水开发中后期油田的河流相砂岩储集层为例展开研究,应用效果较为理想.     

基于弹性应变能强度准则评价井壁稳定性

岩石强度准则是石油工程的重要基础理论,对于井壁稳定性研究更是不可或缺。然而,以经典弹塑性理论的岩石强度准则作为井壁失稳判断依据时所得结果,往往与现场实际情况存在较大误差。开展三轴力学试验,测试岩石不同围压条件下的极限储能,从能量角度建立岩石能量强度准则,并与其他强度准则对比分析了井壁的稳定性。计算结果表明:使用不同强度准则所得坍塌压力相差较大,其中Hoek-Brown准则的坍塌压力过低且存在井壁坍塌风险,Mohr-Coulomb和Drucker-Prager准则的结果过于保守且存在压破地层风险,而根据能量强度准则所得坍塌压力则能保证井壁不塌不漏。该准则是井壁稳定评价的一种新方法,为钻井液密度设计提供了可靠的理论依据。     

页岩中超临界甲烷等温吸附模型研究

针对甲烷在页岩储层中呈超临界状态吸附的特点,开展了页岩中超临界甲烷等温吸附模型的研究.引入过剩吸附量,对常规吸附模型(Langmuir,Freundlich,Expand-Langmuir,Langmuir-Freundlich,Toth,D-R和D-A等吸附模型)进行了修正,将常规吸附模型扩展为超临界吸附模型,利用相对误差评价各吸附模型修正前后对页岩中超临界甲烷等温吸附的拟合效果.通过分析模型拟合参数的物理意义,探讨了页岩的吸附特征及吸附机理.各吸附模型的拟合参数所反映的吸附机理存在一定的差异,其中多分子层BET模型(B-BET和T-BET)和Expand-Langmuir模型对部分页岩的拟合参数失去其物理意义,不适合用于页岩中超临界甲烷吸附特征研究,而Langmuir模型和D-A模型拟合的参数能反映页岩的吸附特征.对比页岩中超临界甲烷等温吸附拟合效果,各吸附模型修正后的拟合效果好于修正前,且Freundlich修正模型的拟合效果最差,Toth修正模型和D-R修正模型的拟合效果好于Langmuir修正模型,但总体上拟合效果不好,Langmuir-Freundlich修正模型和D-A修正模型的拟合效果较好.研究结果表明,D-A修正模型的拟合参数能更好地反映页岩中超临界甲烷的吸附特征,是描述页岩中超临界甲烷吸附特征比较理想的模型.      

致密储层压裂缝扩展规律与可压裂性评价

以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组致密储层为研究对象,利用真实破裂过程数值模拟平台RFPA软件,研究压裂过程中致密储层井周裂缝的扩展和延伸规律。在此基础上,研究了岩石力学特性以及水平主应力差对地层井周裂缝延伸规律的影响,并利用灰色关联法定量分析各因素对压裂效果的影响程度,以及结合层次分析法构建储层的可压裂性评价模型。结果表明：水平主应力差越大,压裂缝延伸的方向性越明显,地层起裂压力越低,裂缝延伸距离越大;随着抗压强度、抗张强度和弹性模量的增大,地层起裂压力越高,裂缝延伸距离越小,而随着泊松比的增大,地层起裂压力越低,裂缝延伸距离越大;基于灰色关联法,明确了影响压裂效果的因素由高到低排序依次为水平应力差>弹性模量>抗张强度>单轴抗压强度>泊松比;利用层次分析法构建了综合考虑水平应力差、弹性模量、抗张强度及单轴抗压强度等因素影响的储层可压裂性指数计算模型,其与无因次压裂缝缝长、面积均呈较好的正相关性;结合已压裂井试油资料,储层可压裂性指数也与采油强度呈良好的正相关性。